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假若你要在太陽系中尋找冰，水星這樣灼熱的行星絕不會是你的第一候選。然而NASA的「信使號」衛星任務（the MESSENGER）在2012年證實的信息可能會與你的推測大相逕庭，據科學家聲稱：水星這顆最靠近太陽的行星確實可以在極地的永久陰暗區域的隕石坑中保存有水冰。 然而，現在最新的有關水星有冰的研究卻提供了更多的反直覺細節：熱量很可能有助於形成冰。
美國喬治亞理工學院化學與生物化學學院的研究員布蘭特·瓊斯（Brant Jones）是該研究的第一作者，他說這不是一個瘋狂的想法，這主要基本化學，儘管有點複雜。
水星白晝的極端高溫，加上永久陰暗坑中的超級低溫（負200°C），可能就形成了一個「製冰化學實驗室」。
根據信使號衛星任務的數據和圖像，儘管水星白天很熱，但兩極卻有永久冰存在。 圖片來源：NASA / MESSENGER
布蘭特對《天文在線》說：「水星上的冰量令人驚訝，而且遠遠超過了月球的量。」
在水星上結冰的過程與在月球上發生的類似。科學家就確定太陽風中的帶電粒子與月球表面一些塵埃顆粒中的氧氣相互作用產生羥基（-OH）。羥基只是一個氫原子和一個氧原子，而不是通常在水裡發現的兩個氫原子和一個氧原子。
布蘭特與其他科學家合作，包括同樣來自喬治亞理工學院的同事託馬斯·奧蘭多（Thomas Orlando），以完善對這一過程的理解。2018年，他們發表了一篇論文，表明月球上的這一過程不會產生大量的羥基，只會產生少量的水分子。
奧蘭多解釋說：「儘管太陽風在2009年的月球觀測中被認為是一個潛在的原因，但其機制從來沒被確認。我們在模擬了這一過程，但由於月球上的整體溫度要低得多，所以這一過程也就沒那麼重要了。」
但是他們知道這個過程也可能發生在小行星，水星或被太陽風轟擊過的其他表面上。
布蘭特說：「為了產生水分子，您還需要一種成分，那就是熱量。」
科學家們對一種可行的化學反應進行了建模，在該化學反應中，水星上的熱量可以幫助其在兩極製造冰。 喬治亞理工學院的湯姆·奧蘭多（左）是新的水星研究首席研究員。 布蘭特·瓊斯（右）是第一作者。 源自：喬治亞理工大學/ Rob Felt
水星的白晝溫度可達400°C或750°F。
在水星表層土壤中的礦物質中，含有傳說中的羥基。來自太陽的大量熱量有助於釋放這些羥基，並且激發這些羥基相互解體，從而產生水分子和氫氣，這些水分子和氫氣從表層土壤溢出並在行星表面懸浮。
其中一些水分子會被陽光分解並消散。但是仍有一些水分子落在了水星極地附近，在那些可以遮擋住陽光的又黑又深的隕石坑中。 這些分子被困在那裡並成為陰影中永久冰川的一部分，而且不斷產生新的冰。
奧蘭多在新聞稿中說到「這有點像美國老鷹樂隊的單曲《加州旅館》（Hotel California），水分子進入黑暗之中再也無法離開。」
瓊斯說：「我們估計的在三百萬年間生成冰的總量為1013千克（十萬億千克或一百一十億噸）。該過程很可能佔到了水星總冰量的10％。」
他們研究所使用的數據來自信使號（MESSENGER）太空飛行器，該太空飛行器在2011年至2015年間圍繞水星運行，研究了行星的化學成分，地質學和磁場。信使號對極地冰的發現證實了多年前地基雷達探測到冰的特徵是正確的。
FY: 胡楊成林
作者：Nancy Atkinson
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